视觉工作记忆对自上而下注意控制的影响：发展视角的探讨(1)
摘要：注意控制探讨个体以何种方式选择性地注意外界信息。本研究从发展角度探讨视觉工作记忆对自上而下注意控制的影响。研究采用记忆任务与视觉搜索任务相结合的范式，以小学三、四、五年级学生为被试，从视觉工作记忆中信息性质和视觉工作记忆负荷两个角度考察了视觉工作记忆对自上而下注意控制影响的发展特点。结果发现，(1)自上而下注意控制能力存在年级差异，小学五年级学生的成绩显著优于小学三年级学生；(2)视觉工作记忆内容影响自上而下注意控制，目标相关信息促进目标搜索，而目标无关信息干扰目标搜索；(3)视觉工作记忆负荷影响自上而下注意控制，高视觉工作记忆负荷条件下的反应时显著长于低视觉工作记忆负荷。
关键词：视觉工作记忆 自上而下注意控制 小学生
分类号：B842.3
1、问题提出
视觉选择性注意主要包括两个注意控制过程，一是当前的行为目标会调节个体对感觉输入的加工过程(自上而下注意控制)，另一是刺激特点会影响和限制注意目标的完成(自下而上注意控制)(Yantis，2000)。当个体知觉某个场景时。无论是目标相关的视觉加工还是目标无关的视觉加工，两个注意控制过程都会出现。一些研究表明，几乎所有的注意加工过程，都有自上而下的注意控制的参与(Olivers，Meijer，&Theeuwes，2006)。
偏向竞争模型为注意选择过程中的注意控制提供了一个理论框架。该理论认为。不同的感觉输入之间相互竞争，竞争中获胜一方将会成为注意焦点。虽然较强的感觉输入在竞争中处于有利位置，但工作记忆通常会影响这个竞争过程，使那些与工作记忆表征相匹配的较弱感觉输入与较强感觉输入处于平等位置，甚至处于更为有利的位置(Desi—mone，Duncan，1995)。一些研究支持了这一观点。如。Woodman和Luck(2007)的研究表明，视空工作记忆在视觉搜索中有着重要的作用，高视空工作记忆负荷条件下，视觉搜索效率受到很大影响：而在低视空工作记忆负荷条件下，视觉搜索效率则没有受到影响。Han和Kim(2004)的研究也表明，视觉工作记忆在视觉搜索中起着重要的作用，当需要对视觉工作记忆中的信息执行操作时，视觉搜索的效率急剧降低；而无需执行操作时，视觉搜索效率没有受到影响。
一些研究从年龄对比角度探讨了注意控制的特点。Kramer，Hahn，Irwin和Theeuwe8(2000)的研究以老年人和青年人为被试，结果发现，即使是在告知被试新异刺激是无关信息的条件下，老年人在抑制无关信息方面的成绩仍显著差于青年人。罗婷和焦书兰(2004)的研究发现。青年人和老年人在注意分配能力上没有显著差异，而在注意选择能力上却存在显著差异。老年人的注意选择能力显著衰退，这种衰退主要是由于老年人的注意控制能力衰退导致。
还有一些研究探讨了注意控制随年龄增长的发展特点。张学民，林崇德和申继亮(2006)的研究发现，儿童的注意能力随着年龄的增长而不断提高。王彦，苏彦捷和王甦(2003)探讨了线索有效性对儿童返回抑制的影响。结果发现，在外源性线索条件下，7岁、9岁、11岁儿童均自动出现返回抑制，且具有反射性质，但7-9岁儿童受线索有效性制约，而11岁儿童不受影响。说明11岁儿童已经具有较好的自上而下注意控制能力。杨海波和白学军(2010)的研究采用刺激辨别范式探讨了中学生自上而下注意控制的发展特点，结果发现，高一学生的成绩显著优于初一学生。Irwin-Chase和Burns(2000)的研究以儿童和成人为被试，发现随着年龄的增长，儿童遵从指导语的能力逐渐增强。也就是说，自上而下注意控制能力随着年龄的发展而逐渐增强。
虽然以往研究已基本揭示出儿童注意控制能力的特点，但是由于这些研究的范式、材料和被试选择等方面都存在差异，所以结果的一致性较低。另外，以往的研究基本没有涉及到工作记忆这一重要因素，这就使得没有较好地揭示儿童注意控制的特点。基于此，本研究以小学生三、四、五年级学生为被试，从发展角度探讨视觉工作记忆负荷和信息性质对自上而下注意控制的影响。研究假设。被试在低视觉工作记忆负荷条件下的成绩优于高视觉工作记忆负荷条件：五年级学生的成绩显著优于三年级学生：被试在有效信息条件下的成绩显著优于无效信息条件。
2、方法
2.1 被试
被试为小学三年级、四年级和五年级学生，共有90人。三年级被试共有30人，平均年龄为9.3±0.65：四年级被试共有30人，平均年龄为10.2±0.72：五年级被试共有30人，平均年龄为11.3±0.67。所有被试均为智力正常学生，视力或矫正视力均正常，没有色盲、色弱等眼疾患者。
2.2 仪器与设备
实验在方正台式计算机上完成。处理器为In-tel Pentium 2.0G，内存为512M，集成显卡，显示器为17英寸CRT显示器，分辨率为1024×768，刷新率为60Hz。实验材料通过DMDX刺激呈现软件来实现，被试的反应时和反应正误均由该软件自动记录。
2.3 实验材料
实验材料共有3种。
第一种为记忆项目，为8种不同形状的几何图形，分别是圆形(20×20)(单位为视角，以下同)、正方形(2°×2°)、正三角形(2.2°×2.2°)、菱形(2.3°×2.3°)、椭圆形(1.9°×2.4°)、正五边形(2.2°×2.2°)、正六边形(2.2°×2.2°)和梯形(2.2°×2°)。每种图形由4种不同类型的线条组成，分别是实线、点线、断线和点划线。
第二种为搜索序列。4条短线分别位于4种不同形状、不同线型的几何图形中。在这4条短线中，3条是垂直线。1条是斜线。斜线向左或向右倾斜45°。图形分别为圆形、正方形、正三角形和菱形。每种图形分别有实线、点线、断线和点划线四种线型。图形分布在一个以屏幕中心为圆点、以50为半径的假想圆周上，共有8个呈现位置，分别为0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°和315°，每次随机呈现4个项目。且相邻两个项目在圆周上的距离相等，间隔为90°。
关键词：视觉工作记忆 自上而下注意控制 小学生
分类号：B842.3
1、问题提出
视觉选择性注意主要包括两个注意控制过程，一是当前的行为目标会调节个体对感觉输入的加工过程(自上而下注意控制)，另一是刺激特点会影响和限制注意目标的完成(自下而上注意控制)(Yantis，2000)。当个体知觉某个场景时。无论是目标相关的视觉加工还是目标无关的视觉加工，两个注意控制过程都会出现。一些研究表明，几乎所有的注意加工过程，都有自上而下的注意控制的参与(Olivers，Meijer，&Theeuwes，2006)。
偏向竞争模型为注意选择过程中的注意控制提供了一个理论框架。该理论认为。不同的感觉输入之间相互竞争，竞争中获胜一方将会成为注意焦点。虽然较强的感觉输入在竞争中处于有利位置，但工作记忆通常会影响这个竞争过程，使那些与工作记忆表征相匹配的较弱感觉输入与较强感觉输入处于平等位置，甚至处于更为有利的位置(Desi—mone，Duncan，1995)。一些研究支持了这一观点。如。Woodman和Luck(2007)的研究表明，视空工作记忆在视觉搜索中有着重要的作用，高视空工作记忆负荷条件下，视觉搜索效率受到很大影响：而在低视空工作记忆负荷条件下，视觉搜索效率则没有受到影响。Han和Kim(2004)的研究也表明，视觉工作记忆在视觉搜索中起着重要的作用，当需要对视觉工作记忆中的信息执行操作时，视觉搜索的效率急剧降低；而无需执行操作时，视觉搜索效率没有受到影响。
一些研究从年龄对比角度探讨了注意控制的特点。Kramer，Hahn，Irwin和Theeuwe8(2000)的研究以老年人和青年人为被试，结果发现，即使是在告知被试新异刺激是无关信息的条件下，老年人在抑制无关信息方面的成绩仍显著差于青年人。罗婷和焦书兰(2004)的研究发现。青年人和老年人在注意分配能力上没有显著差异，而在注意选择能力上却存在显著差异。老年人的注意选择能力显著衰退，这种衰退主要是由于老年人的注意控制能力衰退导致。
还有一些研究探讨了注意控制随年龄增长的发展特点。张学民，林崇德和申继亮(2006)的研究发现，儿童的注意能力随着年龄的增长而不断提高。王彦，苏彦捷和王甦(2003)探讨了线索有效性对儿童返回抑制的影响。结果发现，在外源性线索条件下，7岁、9岁、11岁儿童均自动出现返回抑制，且具有反射性质，但7-9岁儿童受线索有效性制约，而11岁儿童不受影响。说明11岁儿童已经具有较好的自上而下注意控制能力。杨海波和白学军(2010)的研究采用刺激辨别范式探讨了中学生自上而下注意控制的发展特点，结果发现，高一学生的成绩显著优于初一学生。Irwin-Chase和Burns(2000)的研究以儿童和成人为被试，发现随着年龄的增长，儿童遵从指导语的能力逐渐增强。也就是说，自上而下注意控制能力随着年龄的发展而逐渐增强。
虽然以往研究已基本揭示出儿童注意控制能力的特点，但是由于这些研究的范式、材料和被试选择等方面都存在差异，所以结果的一致性较低。另外，以往的研究基本没有涉及到工作记忆这一重要因素，这就使得没有较好地揭示儿童注意控制的特点。基于此，本研究以小学生三、四、五年级学生为被试，从发展角度探讨视觉工作记忆负荷和信息性质对自上而下注意控制的影响。研究假设。被试在低视觉工作记忆负荷条件下的成绩优于高视觉工作记忆负荷条件：五年级学生的成绩显著优于三年级学生：被试在有效信息条件下的成绩显著优于无效信息条件。
2、方法
2.1 被试
被试为小学三年级、四年级和五年级学生，共有90人。三年级被试共有30人，平均年龄为9.3±0.65：四年级被试共有30人，平均年龄为10.2±0.72：五年级被试共有30人，平均年龄为11.3±0.67。所有被试均为智力正常学生，视力或矫正视力均正常，没有色盲、色弱等眼疾患者。
2.2 仪器与设备
实验在方正台式计算机上完成。处理器为In-tel Pentium 2.0G，内存为512M，集成显卡，显示器为17英寸CRT显示器，分辨率为1024×768，刷新率为60Hz。实验材料通过DMDX刺激呈现软件来实现，被试的反应时和反应正误均由该软件自动记录。
2.3 实验材料
实验材料共有3种。
第一种为记忆项目，为8种不同形状的几何图形，分别是圆形(20×20)(单位为视角，以下同)、正方形(2°×2°)、正三角形(2.2°×2.2°)、菱形(2.3°×2.3°)、椭圆形(1.9°×2.4°)、正五边形(2.2°×2.2°)、正六边形(2.2°×2.2°)和梯形(2.2°×2°)。每种图形由4种不同类型的线条组成，分别是实线、点线、断线和点划线。
第二种为搜索序列。4条短线分别位于4种不同形状、不同线型的几何图形中。在这4条短线中，3条是垂直线。1条是斜线。斜线向左或向右倾斜45°。图形分别为圆形、正方形、正三角形和菱形。每种图形分别有实线、点线、断线和点划线四种线型。图形分布在一个以屏幕中心为圆点、以50为半径的假想圆周上，共有8个呈现位置，分别为0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°和315°，每次随机呈现4个项目。且相邻两个项目在圆周上的距离相等，间隔为90°。